ČVUT v Praze Fakulta stavební MTIB - MATERIÁL A KONSTRUKCE Sanace spodní stavby Ing. Jiří Pazderka, Ph.D. Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 LS 2011/12
Zdroje vlhkosti Přehled základních zdrojů vlhkosti ve spodní stavbě (suterén + soklová oblast) Atmosférická (srážková) voda - odstřikující dešťová voda (sokly) - voda stékající ze střešních ploch (v případě absence funkčních okapů a svodů) - voda stékající po povrchu terénu Podpovrchová voda (obvykle dominantní zdroj) - podrobně viz další slide Kondenzovaná vlhkost (tepelné mosty) Poruchy instalací TZB - vnitřní kanalizace - vnitřní vodovod - nezakrytý komínový průduch (historické stavby) Provozní voda - mokré provozy (koupelny, veřejné sprchy, bazénové haly) - voda od výrobních procesů Technologická voda (důsledek mokrých procesů při rekonstrukcích) Hygroskopická vlhkost stavebních materiálů
Podpovrchová voda Zemní vlhkost Přirozená vlhkost horninového prostředí. Voda nevytváří spojitou hladinu a je vázána nebo se pohybuje v základových půdách a konstrukcích vlivem absorpčních, kapilárních nebo gravitačních sil. Voda volně stékající Vytváří spojitou hladinu a působí na hydroizolaci malým hydrostatickým tlakem (max. 0,001 MPa), stéká po vodorovných nebo šikmých plochách podzemních konstrukcí. Vzlínající podzemní voda - nejčastější problém Voda pronikající do konstrukcí z podzákladí vlivem kapilární vzlínavosti nebo vlivem difúze vodní páry. Pro zatížení spodní stavby vlivem kapilární vzlínavosti je rozhodující: - typ základové půdy (nejvýrazněji se projevuje u jemnozrnných zemin) - vzdálenost HPV od základové spáry (v průběhu roku je proměnná) - intenzita odparu vlhkosti z povrchu terénu (charakter okolních ploch) Tlaková voda Vytváří v okolí objektu spojitou hladinu a působí na konstrukce spodní stavby hydrostatickým tlakem. Tlaková voda může být trvalá (základová spára trvale pod HPV), nebo dočasná (typicky v neodvodněném násypovém tělese).
Sanace spodní stavby Stavebně-vlhkostní průzkum
Stavebně-vlhkostní průzkum Stavebně-vlhkostní průzkum je výchozím podkladem pro návrh souboru sanačních opatření. Cíle stavebně-vlhkostního průzkumu Stanovení zdroje/zdrojů vlhkosti Analýza poruch a jejich příčin Návrh koncepčního řešení sanace V rámci stavebně-vlhkostního průzkumu se prování Analýza stavebních konstrukcí (základy, stěny, skladba podlahy na terénu) Analýza funkčnosti stávajících opatření proti vlhkosti (hydroizolace, drenáže apod.) Průzkum okolních ploch a navazující zástavby Hydrogeologický průzkum (obvykle pouze zjednodušeně, bez sond) Analýza parametrů vnitřního prostředí (relativní vlhkost, teplota, systém vytápění) Stav rozvodů TZB Zjištění historie chátrání (konzultace s uživatelem objektu) Analýza projevů poruch a stupně degradace konstrukcí - viz další slide
Stavebně-vlhkostní průzkum Analýza projevů poruch a stupně degradace konstrukcí Vlhkost konstrukce (obvykle obvodové stěny) Měření vlhkosti: Stupnice vlhkosti podle ČSN 730610: velmi nízká: 0-3%, (hmotnostní vlhkost v %) nízká: 3-5%, zvýšená: 5-7,5%, vysoká: 7,5-10%, velmi vysoká: 10% a více Destrukční metody měření vlhkosti: Gravimetrická metoda Odběr vzorků: - v místech, kde jsou projevy vlhnutí zřetelné - odebírá se ve svislých profilech - místa, která jsou z hlediska vlhkostního namáhání typická - hloubkově: a) povrch, b) hloubka - porovnávají se stejné materiály (kamen-kamen, malta-malta ) -čím větší vzorek, tím větší přesnost ( 50-200 g )
Stavebně-vlhkostní průzkum Nedestruktivní měření vlhkosti: - pouze pro orientační stanovení vlhkosti (soudně neuznatelné!) - provádí se pomocí přístrojů - oproti gravimetrické metodě nepřesné - mnoho rizikových faktorů (soli ve zdivu, apod.) Chemismus zdiva - analyzuje se přítomnost vodonerozpustných solí (chloridy, sírany, dusičnany) - PH zdiva Biodegradace zdiva - zejména analýza přítomnosti plísní a jejich vlivu na zdravotní nezávadnost Analýza pórového systému zdiva - důležité zejména při použití injektážních metod (volba injektážního prostředku) - nejčastěji se prování rtuťovou porozimetrií
Stavebně-vlhkostní průzkum Příklady staveb zatížených vzlínající vlhkostí
Stavebně-vlhkostní průzkum Příklady staveb zatížených vzlínající vlhkostí
Stavebně-vlhkostní průzkum Příklady staveb zatížených vzlínající vlhkostí
Stavebně-vlhkostní průzkum Příklady staveb zatížených vzlínající vlhkostí
Stavebně-vlhkostní průzkum Příklady staveb zatížených vzlínající vlhkostí
Sanace spodní stavby Sanační metody
Principy hydroizolace spodní stavby Hydroizolační principy - novostavby Návrh koncepce ochrany konstrukcí spodní stavby proti působení vody a vlhkosti je vždy úzce spjat s hydrogeologickými podmínkami v místě stavby a s konstrukčním řešením spodní stavby (zahrnující také způsob úpravy okolního horninového prostředí - drenáže, apod.) Základní princip ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti spočívá v návrhu spojité a trvanlivé hydroizolační obálky. Ta může být provedena použitím následujících hydroizolačních technologií: Přímé hydroizolační principy (pro novostavby) - povlakové hydroizolace (asfaltové pásy, plastové fólie, stěrky) - bílé základové vany ( vodostavební beton, krystalizační beton) Nepřímé hydroizolační principy - odvodnění horninového prostředí (drenáže, jímky) - výběr základových poměrů (umístění stavby) - úprava okolních ploch objektu
Principy hydroizolace spodní stavby Hydroizolační principy - rekonstrukce Sanace vlhkých konstrukcí bývá obvykle prováděna souborem sanačních metod zahrnujícím hydroizolační, vysušovací a stavební opatření. Cílem je vytvoření nové spojité hydroizolační obálky spodní stavby. Přímé hydroizolační principy (rekonstrukce) - mechanické metody - injektážní metody (podstatou je vytvoření injektážní clony ve zdivu) - elektrofyzikální metody (aktivní elektroosmóza) - vzduchoizolační metody Nepřímé hydroizolační principy - dodatečné odvodnění horninového prostředí (drenáže, čerpací jímky) - úprava parametrů vnitřního prostředí pomocí VZT (vlhkost, teplota) - úprava okolních ploch objektu (difuzně propustné povrchy, spádování) Doplňková sanační opatření - Sanační omítky (vždy v kombinaci s přímou nebo nepřímou metodou)
Mechanické metody Přímé hydroizolační principy - mechanické metody Vkládání hydroizolace do proříznuté spáry ve zdivu Zarážení ocelových plechů do zdiva Výměna zdiva v soklové oblasti (probourávání) - pouze u degradovaného zdiva Vkládání hydroizolace do proříznuté spáry ve zdivu Proříznutí spáry ve zdivu lze provést: elektrickou řetězovou pilou - nejrozšířenější způsob - lze provést pouze v ložné spáře - nejlevnější mechanická metoda lanovou pilou - lze použít pro všechny druhy zdiva - technologicky náročné - nejdražší mechanická metoda kotoučovou stěnovou pilou (málo používané) ruční pilou (pouze pro dílčí části)
Mechanické metody Prořezávání spáry ve zdivu elektrickou řetězovou pilou
Mechanické metody Prořezávání spáry ve zdivu elektrickou řetězovou pilou - vložená hydroizolace
Mechanické metody Prořezávání spáry ve zdivu elektrickou řetězovou pilou - vložená hydroizolace
Mechanické metody Prořezávání spáry ve zdivu lanovou pilou
Mechanické metody Prořezávání spáry ve zdivu lanovou pilou
Mechanické metody Zarážení ocelových plechů do zdiva Základem jsou vlnité nerez plechy (výška vlny cca 5mm) Plechy se zaráží pneumatickým zařízením upevněným na vozíku Nutný velký pracovní prostor!!! (vozík + pracovník + plech) Plechy lze zarážet pouze do průběžné ložné spáry ve zdivu Velmi rychlá metoda (oproti podřezávání) Citlivé ke konstrukcím, minimální riziko deformace konstrukcí (oproti podřezávání) Poměrně finančně náročné (cca 2x dražší než podřezávání řetězovou pilou) Problém se spolehlivým napojení povlakové hydroizolace na plechy - v současnosti firmy tento problém obvykle vůbec neřeší!!! - asfaltové pásy je možné připojovat přes vrstvu horkého asfaltu - plastové fólie nelze napojit vůbec!! Problém s napojením řeší nový systém připojovacích lišt, vyvinutý pracovníky Katedry konstrukcí pozemních staveb (R. Zigler, J. Pazderka, T. Čejka), který byl v roce 2011 přihlášen na Ú.P.V. jako užitný vzor č. 22512.
Mechanické metody Zarážení nerez plechů do zdiva
Mechanické metody Zarážení nerez plechů do zdiva
Mechanické metody Zarážení nerez plechů do zdiva - nekvalitní provedení
Mechanické metody Zarážení nerez plechů do zdiva
Injektážní metody Přímé hydroizolační principy - injektážní metody Principem metody je provedení vrtů ve zdivu, do kterých je aplikována injektážní látka, která vytvoří ve zdivu clonu bránící vzlínaní vlhkosti Velké množství druhů injektážních látek Volba injektážní látky vychází zejména z charakteru pórového systému zdiva a z vlhkosti zdiva Různé způsoby působení inejktážní látky na pórový systém: - zúžení pórů - hydrofobizace stěn pórů - kombinace zúžení a hydrofobizace - utěsnění pórů (většinou neúčinné) Různé způsoby aplikace injektážní látky: - tlaková injektáž - beztlaková injektáž (infuze) - vkládání zmražených patron s injektážní látkou - dvoustupňová injektáž
Injektážní metody Vytvoření injektážní clony ve zdivu - vyvrtání otvorů
Injektážní metody Vytvoření injektážní clony ve zdivu - tlaková aplikace roztoku
Injektážní metody Vytvoření injektážní clony ve zdivu - uzavření vrtů
Elektrofyzikální metody Aktivní elektroosmóza Jediná exaktně ověřená funkční elektrofyzikální metoda Principem je vytvoření elektrického pole mezi mřížovou elektrodou na zdivu a tyčovou elektrodou umístěnou v zemním prostředí v exteriéru V takto vytvořeném el. Poli dochází k migraci vlhkosti za zdiva směrem k zemní elektrodě Účinnost metody může být negativně ovlivněna několika faktory: - stávající el. rozvody ve zdivu - mineralizovaná spodní voda - blízkost trakčního vedení (např. tramvajová trolej) - vysoký stupeň zasolení zdiva, nebo PH zdiva Aktivní elektroosmózu lze použít pouze při nižších vlhkostech zdiva Účinnost dalších elektrofyzikálních metod lze považovat přinejmenším za spornou (pasivní elektroosmóza, galvanoosmóza), nebo dokonce za zcela nulovou (bezkontaktní elektroosmóza, elektrokinetická metoda).
Vzduchoizolační metody Princip vzduchoizolačních metod Principem je odpar vlhkosti z konstrukce ve formě vodní páry Nutný cirkulující a dostatečně suchý vzduch na povrchu konstrukce Účinnost odparu lze zvýšit zvětšením plochy, ze které se odpařuje vlhkost (proškrábání spár ve zdivu, zdrsnění povrchu betonového základu) Lze použít pouze při nízkých vlhkostech (max. 7%) Přívod a odvod vzduchu musí probíhat z exteriéru do exteriéru! Příklady vzduchoizolačních metod - provětrávané dutiny vytvořené vnitřní předstěnou - provětrávané dutiny vytvořené vnější předstěnou - provětrávací štoly - provětrávané sokly - provětrávané podlahy (např. tvarovky Iglu) Neúčinné vzduchoizolační metody: Knapenovy kanálky, předstěny odvětrávané do interiéru, nopové fólie (viz dále).
Nopové fólie Slouží pro separaci zeminy od suterénní stěny (nikoliv jako hydroizolace!) Provětrávání mezi nopy prakticky neprobíhá (příliš úzká dutina) Nepatří mezi vzduchoizolační metody - neúčinné! Lze použít jako ochrannou vrstvu povlakové hydroizolace
Soklová oblast z hlediska trvanlivosti Soklová oblast staveb je zatížena zejména odstřikující dešťovou vodou Sokl musí mít trvanlivou povrchovou ochranu (hydrofobní omítka, provětrávaný obklad) Difúzně uzavřené vrstvy jako je např. klasický keramický obklad nejsou vhodné Nutno počítat s mechanickým namáháním a s abrazí
Nepřímé hydroizolační principy Drenáže Eliminují riziko vytvoření dočasné hladiny podzemní vody v okolí objektu Drenáže by měly být navrženy zejména v případech, kdy k suterénní stěně přiléhá násypové těleso s rozdílnou (vyšší) propustností oproti okolní hornině Drenáže jsou vhodné jako sanační opatření také v případě, kdy je objekt situován pod svahem a brání tak přirozenému proudění podzemní vody. Problém zajištění dlouhodobé funkce (zanášení drenáží) Úprava okolních ploch Odstranění difuzně uzavřených ploch, navazujících na sokl objektu Vyspádování terénu směrem od objektu (odtok dešťové vody) Vykácení vzrostlé zeleně (keře, stromy) znemožňující účinný odpar vlhkosti z podloží Úprava parametrů vnitřního prostředí Intenzivní větrání = snížení relativní vlhkosti vzduchu (VZT, okna, větrací klapky) Vytápění interiéru na vyšší teplotu
Na přednášku se vztahují autorská práva. Děkuji za pozornost Literatura použitá v prezentaci: [1] ČSN 730610 Hydroizolace staveb - Sanace vlhkého zdiva, ÚNMZ, Praha 2000